光纤技术在电力保护中应用

刘升辉

社会的进步与经济的增长推动了科学技术的发展，使得光纤技术更加成熟，并被广泛的应用到各个领域当中，从而为社会更好的发展做出重要贡献。基于此，本文以光纤技术为主要研究对象，通过对光纤技术简单的介绍，进而从继电保护与电流差动保护两个方面，对光纤技术在电力保护中的应用展开了深入的探讨，并通过国投小三峡公司大峡和小峡两个电站线路保护的应用实例阐述了光纤技术在电力保护中应该用的优势。

【关键词】光纤技术 电力保护 继电保护 电流差动保护

电力系统作为社会发展的基石，确保其稳定的运行，可以为社会提供充足的能源，进而推动社会快速、稳定的发展。电力系统运行的过程中，需要对其进行保护，使电力系统能够稳定的运行。在传统的电力保护中，常常受到外界环境、电流等多种因素的影响，导致保护的效果较差。因此，对光纤技术在电力保护中应用进行研究具有重要意义，为我国电力系统安全、稳定的运行奠定良好基础。

1 光纤技术介绍

科学技术快速发展的背景下，使得光导纤维更加完善与成熟，并被广泛的应用到电力、电子等多个领域当中，从而促进社会更好的发展。在光导纤维应用程度提升的同时，催生出了全新的光纤技术。光纤技术指的是在发射终端位置上，安装相应的半导体激光二极管，通过该二极管将电能转为为激光，并从光纤中传递。当激光进入到接收终端后，利用太阳能电池将其接收，同时将激光转化成电能，从而达到了信息传输的目的。

2 光纤技术在电力保护中的应用

2.1 光纤技术与电力系统继电保护装置的配合使用

2.1.1 专用通道光纤保护

光纤纵联保护当中，由光纤与纵联保护连部分构成，并通过允许式的方法，在光纤内传递允许信号与直跳信号。对该方法进行应用时。不需要在整个电力保护系统内，增加新的光纤接口，只需要对专业的光芯进行应用即可。采用该方法对电力系统进行保护，可以使保护系统独立出来，形成单独的模块，不会产生一些不必要的传输流程，进而提升了电力保护的安全性与可靠性。但使用该方法时，也存在一定的缺陷，即光芯的应用效率不高，需要投入较高的成本。同时，存在带路操作时，应根据电力保护的实际情况，及时的对本路保护与带路保护的光芯进行切换，从而为整个电力保护的进行带来了一定难度。此外，电力保护时，接头还需要进行重复的插入与拔出，使接头出现损伤。因此，该保护方式正逐渐被社会所淘汰。

2.1.2 复用通道光纤保护

电力保护中对光纤技术应用时，通过光纤与纵联保护之间的的结合，还可以设计出复用光纤纵联保护。该保护方法当中，通过允许式的手段，将保护设备发出的允许信号与直跳信号，通过相应的音频接口，传输至复用装置内，并利用该装置内的光纤通道，对信号进行传递，如图1所示。采用该保护方式时，保护线路较为简单，很容易连接出相应的保护线路，为后期的维护打下良好基础。同时，还会利用带路，针对电力保护的实际情况，自动地对电信号进行切换，从而使光芯具有较高的使用效率。但该方法也存在一些缺陷，即整个电力保护系统内，存在诸多的中间流程，同时，对该系统进行建设时，将带来切换装置放置在通信室，增加了电力保护系统维护与检修的难度。

2.2 光纤电流差动保护

光纤技术在电力保护应用中，除了包括上述两种方法之外，还存在另一种效果良好的保护方式，即光纤电流差动保护。所谓的光纤电流差动保护，指的是在电流差动保护中融入了光纤技术，使的该保护形式的效果得到提升。所以，光纤电流差动保护方法当中，主要依据Kirchhoff定律完成的，其公式为：KCL：∑I=0，KVL：∑U=0。通过该定律可以得出，采用光纤电流差动保护时，保护的原理非常简单，并且，在保护系统运行方式发生变化时，不会对电力保护的效果带来干扰。同时，系统两侧的保护设备之间，不存在任何的电联系，从而使整个保护系统具有更强的可靠性。当前阶段中，电力系统中的很多组成部分都开始对该保护方法进行了应用，如输电线路等。

3 实例分析

大峡电站220kV线路配置PSL-603GA数字式线路光纤差动保护装置，小峡电站110kV峡开两回线路各配置一套RCS-943A型线路光纤纵差保护装置，其参数如为，机箱结构尺寸：482mm&；#215；177mm&；#215；291mm。直流电源220V，交流电流5A，频率50Hz。10倍額定电流，允许10S。经过多年来的运行后发现，光纤技术在电力保护中应用时，主要存在以下几点优势：首先，传输效果好。由于光纤在对波长为1.0～1.7μm的光进行传输时，损耗量在1dB/km以下，使得光纤技术在电力保护中应有具有良好的传输效果，并降低了误码率。这一优势的存在，使得信息传递的整个过程中，不会出现变化，为信息的真实、准确打下了良好基础；其次，传输信息量大。由于光的频率较高，使得光纤内的频带非常宽，并提升了传递信息的数量。由于这一优势的存在，可以加强电力保护之间的信息流通，电力保护可以通过获取的信息，做出最准确的判断，从而提升使电力保护效果更强；最后，抗干扰能力强。由于光纤材料的主要成分为石英，受到外界电磁场、雷电等因素的干扰较小，进而提升电力保护的效果。

4 总结

综上所述，在科学技术快速发展的情况下，使得光纤技术被广泛的应用到电力保护当中，通过光纤技术进一步强化电力保护的效果。而在实际当中，利用光纤技术研发出了多种电力保护方法，这些电力保护方法各自具有各自的优势与缺陷，只有针对电力系用运行的实际情况，选择出最佳的电力保护方法，才会确保整个电力系统安全、稳定的运行。

参考文献

[1]高明亮.电力系统继电保护中电力光纤技术的应用[J].低碳地产，2016，02（19）：69.

作者单位

国投甘肃小三峡发电有限公司 甘肃省兰州市 730050